UNIVERSITE DE BORDJ BOU ARRERIDJ

FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE
2ième Année MCIL

Module : CAPTEURS, ACTIONNEUR et MEMS

TP: Capteur Inductif

1. Objectif du TP:
Expérimenter le comportement d’un capteur inductif NJ et détermination de ses caractéristiques
(Hystérésis, étendue de mesure, facteur de réduction et champ de détection).

2. Manipulation:
2.1 Matériels utilisés :
− Capteur inductif NJ (8mm).
− Alimentation et support de fixation.
− Plaquettes de différentes matières.
− Capteur Ultrason avec le dispositif à chariot de déplacement linéaire, PC (Ultra3000).
− Moteur à courant continu.
− Fréquencemètre.
− Fils de connexion et cable RS 232.
2.2 Réalisation
Expérience 1 : « Comportement du capteur »
Réaliser le montage ci-contre, puis faire passer les
différentes plaquettes devant le capteur.
1. Observer l’état de la LED du capteur et
remplir le tableau -1- :

Figure 1

MCIL2 2020/2021
 Matière détectée ?
Matière
OUI NON
ST37 (Acier)
Plastique, blanc
Plastique, noir
Cuivre
Plastique, transparent
Aluminium
Aimant
Papier
Bronze

Tableau 1
2. Que peut-on conclure ?
Expérience 2 : « Etendue de mesure et Hystérisis du capteur inductif NJ»
Cette fois-ci, le capteur inductif est placé en parallèle avec le dispositif de déplacement linéaire portant
le chariot (figure 2):

Figure 2

NB : (l’ampèremètre est utilisé seulement dans le cas où l’on ne dispose pas de l’application ultra 3000)
1. Placer le capteur en face de la plaquette d’essai (ST37, 18mm). Faire éloigner la plaquette du
capteur jusqu’à une distance de 20mm environ.
2. Faire approcher doucement la plaquette du capteur jusqu’à l’allumage de la LED. Lire et
recopier la distance correspondante au point de commutation (ON Switch) affichée sur l’écran
(Ultra 3000).
3. Faire éloigner doucement la plaquette du capteur jusqu’à l’extinction de la LED. Lire et recopier
la distance correspondante à ce point de commutation (OFF Switch).

MCIL2 2020/2021
 Point de commutation Etendue de mesure EM (ON) – EM (OFF) Hystérésis de
EM [mm] [mm] commutation %
ON Switch
OFF Switch
Tableau 2
• Le changement de l’hystérésis, dépend-il de la sensibilité ?
NB : L’Hystérésis de Commutation (HC) peut être calculée selon la formule suivante :
𝐸𝑀(𝑂𝐹𝐹) − 𝐸𝑀(𝑂𝑁)
𝐻𝐶(%) = . 100
𝐸𝑀(𝑂𝑁)
La valeur de l’hystérésis de commutation est inférieure à 2% de l’étendue de mesure.

NB : Dans le cas où l’on dispose du logiciel Ultra 3000, on peut directement lire la distance relative au
capteur ultrason, puisque la plaquette est fixée sur le chariot du dispositif de déplacement linéaire
(partie mobile), qui lui est relative. Dans le cas échéant, on mesure le courant du capteur Ultrason I
US, puis on fait la conversion : 1mA = 18,75 mm.
Expérience 3 : « Facteur de réduction du capteur inductif NJ»
Placer la plaquette en Acier St37 de 40 mm de largeur et de 1mm d’épaisseur (utilisé comme plaquette
de référence) à 20mm du capteur NJ et la rapprocher lentement jusqu’à ce que la LED du capteur
s’allume (LED ON) relevez la valeur de la distance indiqué par le logiciel ULTRA3000.
Refaire cette expérience pour les différents métaux indiqués sur le tableau ci-dessous, et calculer leur
facteur de réduction en choisissant la valeur de la plaquette St37 comme valeur de référence (100%)
NOTE : Le facteur de réduction est définit comme suit :
R = sON /sON (St 37) R [%] = R • 100%

MATERIAU Point de commutation Facteur de réduction

ON(mm) [%]
ACIER(St37) 1 100
CUIVRE
ALUMINIUM
AIMANT
BRONZE

MCIL2 2020/2021
Expérience 4 : «Courbe de réponse du capteur inductif NJ (Champ de détection) »
Réaliser le montage de la figure 3 suivante :

Figure 3
Cette expérience a pour objectif de déterminer le champ de détection du capteur. Il s’agit de
déplacer latéralement la plaquette fixée sur le chariot, partie mobile du dispositif de déplacement linéaire
(relative au capteur ultrason), dans les deux sens. Puis, relever les distances correspondantes aux points
de commutation (allumage) de deux côtés : droit et gauche.
En effet, le champ de détection du capteur sera déterminé en faisant accroitre à chaque fois la
distance perpendiculaire entre la plaquette et la surface active du capteur partant de 0mm. Pour ce faire,
on insère de petites plaquettes de 2 mm d’épaisseur. Logiquement, la distance perpendiculaire maximale
est de 8mm (8mm est l’étendu de mesure du capteur déterminée dans l’expérience 2). Donc, on se
contente d’utiliser quatre petites plaquettes de 2mm d’épaisseur chacune. Pour rendre la mesure plus
précise, on peut se servir des plaquettes de 1mm d’épaisseur.

1. fixer la plaquette (ST37, 18mm) de telle sorte qu’elle touche la surface active du capteur (0mm).
Faire déplacer la plaquette latéralement vers la gauche, en s’éloignant du capteur, jusqu’à
l’extinction de la LED, puis la faire approcher doucement du capteur jusqu’à l’allumage de la
LED. Lire et recopier la distance (dG) correspondant à ce point de commutation (utiliser
l’application Ultra 3000).
2. Faire déplacer la plaquette latéralement vers la droite, en s’éloignant du capteur, jusqu’à ce que
la LED s’éteint, puis la faire approcher doucement du capteur jusqu’à l’allumage de la LED.
Lire et recopier la distance (dD) correspondant à ce point de commutation (Ultra 3000).
3. Refaire les deux étapes précédentes pour les différentes distances indiquées dans le tableau
suivant :

MCIL2 2020/2021
 Distance dG [mm] dD [mm] Distance latérale x
perpendiculaire y[mm] [mm]
0
2
4
6
7
8
Tableau 3
• La distance de détection latérale : 𝒙 = 𝒅𝑫 − 𝒅𝑮 − 𝒍. (𝒍 : largeur de la plaquette)
4. Tracer la courbe représentant le champ de détection du capteur (La distance perpendiculaire y
en fonction de la distance latérale x). Que peut-on conclure ?
On note que la courbe est symétrique par rapport à l’axe y
Expérience 5 : « Fréquence de commutation du capteur inductive NJ »
Le capteur est placé, à une distance de 4 mm, en face d’un disque comportant six segments métalliques.
Chaque deux segment métallique sont séparés par un segment en plastique. On en comptera six
également. Le disque tourne à la vitesse réglable d’un moteur. Pour mesurer la fréquence de détection,
on se servira d’un fréquencemètre (figure 4) :

Figure 4
Pour des vitesses basses, le capteur détecte tous les segments métalliques. Cela est vrai tant que
l’afficheur est stable. Lorsque la vitesse de rotation devient grande, le capteur n’arrivera pas à détecter
correctement tous les segments métalliques et par conséquent l’affichage devient instable.
1. Faire accroitre la vitesse de rotation du disque, et déterminer la fréquence de commutation maximale
du capteur inductif NJ : fmax = ………Hz.

MCIL2 2020/2021